暖通空调习题集和答案(DOC)

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1-2 暖通空调主要的系统类型有哪些？各自的基本组成和工作原理是什么？

【答】暖通空调主要有供暖、通风、空气调节三种系统类型。供暖系统通过采用一定技术手段向室内补充热量，主要针对室内热环境进行温度参数的合理调控，以满足人类活动的需求，一般由热源、散热设备、和输送管道等组成。通风系统是以空气作为工作介质，采用换气方式，主要针对室内热（湿）环境（由温度、湿度与气流速度所表征）和（或）室内外空气污染物浓度进行适当调控，以满足人类各种活动需求，一般由风机、进排风或送风装置、风道以与空气净化和（或）热湿处理设备等组成。空气调节系统，是通过采用各种技术手段，主要针对室内热（湿）环境与空气品质，对温度、湿度、气流速度和空气洁净度、成分等参数进行不同程度的严格控制，以满足人类活动高品质环境需求，基本组成包括空调冷热源、空气处理设备、冷热介质输配系统（包括风机、水泵、风道、风口与水管等）、空调末端装置与自动控制和调节装置等。

1-3 空气调节可以分为哪两大类，划分这两类的主要标准是什么？

【答】空调系统可以分为舒适性空调和工艺性空调两大类型，主要标准是按照空气调节的作用或服务对象而划分的。舒适性空调作用是维持良好的室内空气状态，为人们提供适宜的工作或生活环境，以利于保证工作质量和提高工作效率，以与维持良

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好的健康水平。而工艺性空调作用是维持生产工艺过程或科学实验要求的室内空气状态，以保证生产的正常进行和产品的质量。

1-4 现代暖通空调在观念上发生了哪些变化？在技术上呈现出怎样的发展趋势？

【答】首先是对其功能的观念转变，不但要为人类创造适宜的人居环境，还要肩负节能减排，保护地球资源和有效利用能源的重任；其次是深度方面，已远不限于为人类活动创建适宜的建筑环境，更着眼于室内环境质量的全面提升；再者是服务对象方面，它的应用不在是某些特定对象享用的“奢侈品”，而应视为人类提高生活质量、创造更大价值、谋求更快发展的必需品。

伴随建筑业的兴盛和建筑技术的进步，暖通空调技术获得了较快发展，其发展趋势为:①更加合理的用能，以降低能耗。提高能源利用效率，开发利用新能源和各种可再生能源；推广、改进各种节能技术，降低能源消耗；合理利用现有能源，实现冷、热源多元化用能，电力、燃气、煤并用，电力与自然能源并用，发展热、电联供，扩大燃气供能范围，开展区域供热、供冷等。

②开发新型设备和系统，各种新型暖通空调系统和技术不断涌现。③创立新的设计观念和方法，如整体系统化、可持续性与动态设计、性能化设计概念出现并逐渐完善；设计理念由单纯地提供适宜的温湿度环境向创建舒适、健康、环保，高品质的室内空气质量的建筑环境转变。④更加注重提高系统控制、管理的自动化水平。

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1-5 你对建筑环境控制技术的意义与内涵是如何认识的？

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第二章室内热湿负荷计算

2-1 建筑物内部热湿污染的成因与危害是什么？

【答】①对于建筑物内部热污染：建筑物处于自然环境中，外部与内部热源综合作用于室内空气环境，通过导热、辐射或对流方式与其进行热量交换并形成加载于室内空气环境的热负荷，使之产生不利于人体舒适、健康或生产工艺特定需求的过热效应或过冷效应，室内环境遭受热污染。过热或过冷的环境会影响人体舒适、健康和工作效率甚至危与人的生命，对于某些生产工艺过程来说，一旦遭受热污染，将不能维持正常的生产与工艺操作，影响产品与成果的质量。

②对于建筑物内部湿污染：建筑物处于自然环境中，外部与内部湿源综合作用于室内空气环境，通过蒸发、凝结或渗透、扩散等物理作用实现与其进行湿交换并形成加载于室内空气环境的湿负荷，使之产生不利于人体舒适、健康或生产工艺特定需求的湿度参数，室内环境遭受湿污染。其危害与热污染危害相似，只是产生的机理不同而已。

2-2 夏季空调室外计算干球温度是如何确定的？夏季空调室外计算湿球温度呢？

【答】《采暖通风与空气调节设计规范》（50019—2003）规定夏季空调室外计算干球温度采用历年平均不保证50 h 的干球温度，夏季空调室外计算湿球温度采用历年平均不保证50

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h 的湿球温度。

2-3 冬季空调室外计算温度是否与采暖室外计算温度相同？为什么？

【答】 不相同。冬季空调室外计算温度采用历年平均不保证1天的日平均温度，而采暖室外计算温度取冬季历年平均不保证5天的日平均温度。

2-4 试计算重庆市夏季空调室外计算逐时温度（t τ）。

【解】 按教材式（2.3）W,Wp r +t t t τβ=? 计算，并查教材附录1得重庆市夏季日平均温度和夏季空调室外计算干球温度，得

00W Wp 0r 36.5C 32.5C 7.69C 0.520.52t t t --?===，结果见表2.1。

2-5 室内空气计算参数确定的依据是什么？

【答】 室内空气参数的确定主要依据室内参数综合作用下的人体热舒适、工艺特定需求和工程所处地理位置、室外气候、经济条件和节能政策等具体情况。

2-6 室外空气综合温度的物理意义与其变化特征是什么？

【答】 建筑围护结构总是同时受到太阳辐射和室外空气温度的综合热作用，为方便计算建筑物单位外表面得到的热量而引入室外空气综合温度概念，其相当于室外气温由空调室外计算温度增加了一个太阳辐射的等效温度值，并减少了一个围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射的等效温度值。其主要受到空调室外空气温度、围护结构外表面接受的总太阳辐射照度和吸收系数变化的影响，所以不同时间不同地点采用不同表面材料的

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建筑物的不同朝向外表面会具有不同的逐时综合温度值。

2-7 按上题条件分别计算中午12:00外墙和屋面处室外空气的综合温度z z t t 屋墙、。

【解】 首先确定12:00室外空气的计算温度：

查教材附录1得西安00Wp r 30.7C 8.7C t t =?=，,由教材表2.1查得

0.4β=,则有

000W 12

30.7 C 0.48.7 C 34.18 C t =+?=， 再由教材附录2查得ρ值：屋面0.74,南墙0.7。西安的大气透明度等级为5 [5],由教材附录3查得I 值：屋面(水平面)为9192W /m ,南墙为4382

W /m ，取()2018.6 W /m C w α=?，于是可求得

12:00室外空气综合温度分别为

屋顶：2000Z 12200.74919 W /m 34.18C 3.5C 65.3C 18.6 W /m C t

?=+-=?，（） 南墙：2

00Z 12200.74438 W/m 34.18C 51.6C 18.6 W/m C t ?=+=?，（） 2-8 房间围护结构的耗热量如何计算？通常需要考虑哪些修正？

【答】 围护结构的基本耗热量包括基本耗热量和附加（修正）耗热量两项。基本耗热量按下式计算：N W =() Q KF t t a -，K 为围护

结构的传热系数，F 为围护结构的计算面积，、分别为冬季室内、外空气的计算温度，a 为围护结构的温差修正系数。附加耗热量要考虑朝向修正、风力修正、高度修正等主要修正，另外如考虑窗墙比修正、具有两面与其以上外墙的修正等。对于间歇供暖系

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统还要考虑间歇附加率。

2-9 层高大于4m的工业建筑，在计算冬季采暖围护结构耗热量时，地面、墙、窗和门、屋顶和天窗冬季室内计算温度如何取值？

【答】冬季室内计算温度应根据建筑物的用途确定，但当建筑物层高大于4 m时，冬季室内计算温度应符合下列规定：①地面，应采用工作地点的温度。②墙、窗和门，应采用室内平均温度。③屋顶和天窗，应采用屋顶下的温度。

【解】① 计算围护结构传热耗热量Q1：

据各围护结构的基本耗热量与附加耗热量，可算得围护结构总传热耗热量Q1=3201.1W，其中不考虑风向、高度修正。西安市空调室外计算参数查教材附录1，各项计算值见表2.2。

2-13 什么是得热量？什么是冷负荷？什么是除热量？试简述三者的区别。

【答】室内得热量是指某时刻由室内、室外各种热源散入房间的热量的总和，得热量可分为潜热得热和显热得热，而显热得热又可分为对流热和辐射热；室内冷负荷是指某时刻当空调系统运行以维持室内温湿度恒定时，为消除室内多余的热量而必须向室内供给的冷量；房间的除热量是指空调设备供给房间的实际供冷量。

区别：大多数情况下，冷负荷与得热量有关，但并不等于得热。得热量中显热得热中的对流成分和潜热得热（不考虑围护结

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构内装修和家具的吸湿与蓄湿作用情况下）立即构成瞬时冷负荷，而显热得热中的辐射得热在转化成室内冷负荷的过程中，数量上有所衰减，时间上有所延迟，即冷负荷与得热量之间存在相位差和幅度差，这与房间的构造、围护结构的热工特性和热源的特性有关。当空调系统连续运行并经常保持室温恒定时，除热量就等于空调冷负荷（空调冷负荷就是指室内冷负荷）；当空调系统间歇使用而停止运转，或虽然连续运转但室温经常处于波动状态时，房间便会产生一个额外增加的自然温升负荷，其与空调冷负荷之和就是所谓除热量。

2-14 室内冷负荷由哪些负荷所组成？如何确定？

【答】室内冷负荷包括通过围护结构（墙体、屋顶、窗户、内围护结构等）逐时传热形成的冷负荷和室内热湿源（照明、用电设备、人体等）形成的冷负荷，对各项进行逐时计算和叠加，最后找出最大值即为室内冷负荷值。当计算多个房间的室内冷负荷时，对各个房间的冷负荷逐时进行叠加，其中出现最大的值即为多房间的冷负荷值，而不是将各房间最大冷负荷值进行简单叠加。

2-16 什么情况下，任何时刻房间瞬时得热量总和的数值等于同一时刻的瞬时冷负荷？

【答】可知得热量和冷负荷是有区别的，任一时刻房间的瞬时得热量的总和未必等于同一时刻的瞬时冷负荷，只有得热量中不存在以辐射方式传递的得热量，或围护结构和室内物体没有蓄

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热能力的情况下，得热量的数值才等于瞬时冷负荷。

窗内遮阳系数0.5，窗玻璃的遮挡系数1，窗户的有效面积系数0.85，查表20.5-2 [1]重庆相对上海南外窗修正系数0.97，查表20.5-3 [1]得上海透过标准窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度,τ即可按教材式（2.24）计算出相应的逐时冷负荷。计算结果见表2.6。

表2.6 南外窗日射得热冷负荷

④ 东侧内墙

由教材附录1查得重庆市夏季空调室外计算日平均温度32.5℃。非空调邻室楼梯间无散热量，由教材表2.13确定该邻室温升△t1=0℃。内墙的传热系数从教材附录9中查得

1.72(m2·℃)。按教材式（

2.25）即可求得通过东侧内墙的稳定传热负荷为：1.72×28.08×（32.5-27）265.64W。

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⑤ 总计：将前面所得各项冷负荷值汇总见表2.7。

表2.7 围护结构冷负荷计算汇总单位：W

根据以上可知该空调房间围护结构的最大冷负荷出现在14:00，值为2131.16 W。

2-18 前述空调房间内，有12人做制图工作，上班时间8:00～18:00，日光灯照明共1080W。计算由室内热、湿源引

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起的冷负荷和湿负荷应为多少？

【解】按已知条件,该空调房间为中等类型,应分别计算照明与人体的冷负荷和人体湿负荷(无设备散热)。

① 照明冷负荷：照明负荷系数τ查表20.8-2[1] ，日光灯照明共1080W，连续开灯10h，按教材附录式（2.36）计算照明冷负荷。

② 人体形成冷负荷：12人制图工作，视为轻度劳动。查教材表2.21显热为51 人，潜热130 人，全热181 人，湿量194（h·人）。取群集系数n′=0.97，人体显热负荷系数τ查表20.7-4[1]，则人体总冷负荷按如下公式计算：′=（τ×51+130）×12×n′。因此，照明与人体形成的逐时总冷负荷见表2.8。

③ 人体湿负荷：12×n′×12人×0.97×194 （h·人）=2258

表2.8 照明与人体形成的逐时总冷负荷

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2-19试阐述房间供暖、供冷设计负荷与系统供暖、供冷设计负荷之间的概念区别与联系。

【答】房间供暖、供冷设计负荷的确定是系统供暖、供冷设计负荷确定的基础，是局部与整体的关系。由房间各项耗热量、得热量计算与热冷负荷分析的基础上，可求得房间总的供暖、供冷设计热负荷，再进一步综合各房间同时使用情况、系统的类型与调节方式，并考虑通风、再热、设备和输送管道的热冷量损耗带来的附加热冷负荷，综合确定系统供暖、供冷设计负荷。

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第三章 空调送风量的确定与空气热湿处理过程

3-1 空调房间夏季设计送风状态点和送风量是如何确定的？

【答】 根据房间热量平衡关系式O N Gi

Q Gi +=得房间送风量为N O Q

G i i =-，或根据湿量平衡关系式O N 10001000d d G W G +=得房间送风量为

N O 1000W

G d d =-。在系统设计时。空调冷、湿负荷、热湿比ε已知，室

内状态点也是已知的，只要确定送风状态点，送风量即可确定。工程上常根据焓湿图和送风温差O N O t t t ?=-来确定送风状态点，先

确定送风状态点的温度，其所在的等温线与热湿比线的交点即为送风状态点O 。送风量即可确定，如已确定出余热量中的显热量X Q ，也可根据N O ()X

p Q G c t t =-求空调送风量。

3-2 冬、夏季空调房间送风状态点和送风量的确定是否相同，为什么？

【答】 不相同。夏季的确定如上题所述，但冬季通过围护结构的温差传热往往是由室内向室外传递，只有室内热源向室内散热。因此冬季室内余热量往往比夏季少得多，常常为负值，而余湿量则冬夏一般相同。这样冬季房间的热湿比值一般小于夏季，甚至出现负值，所以冬季空调送风温度大都高于室温。由于送热风时送风温差值可比送冷风时的送风温差值大，所以冬季送风量

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可以比夏季小，故空调送风量一般是先确定夏季的送风量，冬季即可采取与夏季相同风量，也可少于夏季风量。由于冬夏室内散湿量基本相同，所以冬季送风含湿量取值应与夏季相同。因此，过d0的等湿线和冬季的热湿比线的交点即为冬季送风状态点。

故冬季送风量的确定通常有两种选择：①冬夏送风量相同，这样的空调系统称为定风量系统。定风量系统调节比较方便，但不够节能。②冬季送风量减少，采用提高送风温度、加大送风温差的方法，可以减少送风量，节约电能，尤其对较大的空调系统减少风量的经济意义更突出，但送风温度不宜过高，一般以不超过45℃为宜，送风量也不宜过小，必须满足最少换气次数的要求。

3-3 上章所述空调房间如果要求相对湿度不大于65％，假定集中空调系统风机与管道温升为1℃，试确定该空调系统夏季的送风状态O与送风量G。

【解】该办公室总冷负荷汇总见表3.1

表3.1 该办公室夏季冷负荷汇总表

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① 由表得出该办公室最大逐时冷负荷出现在16点,为

5061.53W ，湿负荷2258 ；取送风温差△8℃,管道温升为1℃,

则有送风状态O 点19℃，L 点温度18℃；进而查得送风状态O

点和室内设计状态N 点有关参数：

N N 64.87 kJ/kg 14.74 g/kg i

d ==， O O 50.66 kJ/kg 12.41 g/kg i d ==， ② 计算送风量：

按消除余热：

N O 5.06153 kW = 0.36 kg/s 64.87 kJ/kg 50.66 kJ/kg Q

G i i ==-- 按消除余湿：

N O 2258 g/h = 0.27 kg/s ()(14.74 12.41) g/kg 3600W

G d d ==--?

于是取最大值，送风量为0.36 kg/s

3-4 已知成都某工业车间为排除有害气体和维持正压的总

排风量P G =1，冬季工作地点温度要求保持在0N 16C t =，车间总的

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显热余热量kW 62 Q =-，假定这个车间设计有一套使用80%再循环空气的集中热风供暖系统来保证室内温度要求，其中设计新风量应能补偿全部排风量。要求确定该集中热风供暖系统所需机械送风量O

G 和送风温度O t 。 【解】 根据风量平衡关系，该系统新风量G

新P G 1 由：O G G 新G 回，O =80%G G 回，得 O G =5

根据显热余热量X O N O ()p Q

G c t t =- 得 o 0N o 062 kW 16C 28.28C 1.01kJ /(kg C)5kg /s x p Q t t G C -=-=?-=??

3-5 假定3-4题所说车间夏季显热余热量Q ＝65，并按与冬季相同风量的集中空调系统来维持室温N = 28t ℃。要求确定该集中空|调系统所需的送风温度O t 。

【解】 由上题知：O G =5，其余步骤如上题，算得0O =15.13C t

3-6 空调、通风房间新风供应的目的和意义是什么？房间设计最小新风量确定的原则和方法是什么？

【答】 通新风是改善室内空气品质的一种行之有效的方法，其本质是提供人所必需的氧气并用室外的污染物浓度低的空气来稀释室内污染物浓度高的空气，对改善室内空气品质起着重要作用。但在设计工况下处理新风十分耗能，因此在确定新风量时一方面要考虑改善室内空气品质，另一方面要考虑建筑能耗，房间新风量的合理确定通常应符合以下主要原则：①满足人的卫生要求，主要在于补充人体呼吸过程的耗氧量，同时将呼出的2或吸烟等产生的其他空气污染物稀释到卫生标准所允许的浓度范

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围；②足以补充房间局部排风量并维持其正压要求，空调房间为防止室外或邻室空气渗入而干扰室内温湿度与洁净度，还需要使用一部分新风来维持房间压力略高于外部环境“正压”状态。按以上原则确定的新风量中选出一个最大值作为房间（或系统）所需的设计新风量。

3-7 对旅馆客房等的卫生间，当其排风量大于民用建筑的最小新风量时，新风量该如何取值？

【答】 新风量应该取两者中的较大值，即按排风量进行取值。

3-8 某空调房间有10人从事轻体力劳动，室内允许空气含2的体积浓度为0.1%，室外空气中2的体积浓度为0.04%，求室内每人所需新风量。

【解】 由有关资料表5-17[3]查得从事轻体力劳动时，2发生量为0.0233m /(h )?人（2的密度为1.977 m 3），即12.6，房间内共有十人，共产生的2为126，空气密度为1.23。

解法1：

室内允许的2的体积浓度为0.1％=0.1×104 ×44/22.4，即2c =1964.293

室外空气中的2的体积浓度为0.04％，即0c =785.71 3

由公式：33320126mg/s 3600385 m /h 1964.29mg/m 785.71mg/m

M L c c ?===-- 故，平均室内每人所需新风量为13138.5 m /h 10L

L == 解法2：

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320100.023383(m /h)(0.10.04)/100M

L c c ?===--

故，每人所需新风量为38.33m /h

注意：单位换算1％=10410 3，即1m 3空气中含有10L 2。即一百万体积的空气中所含污染物的体积数，温度为25℃，压力为760时，//ppm ?31mg m 1分子量22.4=

3-9 某空调系统服务于三个空调房间，它们的最小送风换气次数、人数、房间空气容积见表3.2：每人最小新风量为303m /h ，试确定空调系统的总新风量和新风比。

表3.2 题3-9表

【解】 将该空调系统作为集中空调系统进行处理，系统示意图大致如下：

各房间的送风量： L 甲=200 m 3?8次 =1600 3m /h

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L 乙=400 m 3?5次 =2000 3m /h L 丙=100 m 3?5

次 =500 3m /h 所以系统的总风量：L L 甲L 乙L 丙 4100 3m /h ，

所有房间的新风量之和：33W 30 (4+20+4)=840 =m /h m /h L ? 未修正的系统新风量在送风量中的比例：33840m /h

20.5%4100m /h X

== 需求最大的房间的新风比：3330m /h 2030%2000m /h Z ?=

= 则修正后的系统新风比为：10.2050.22710.2050.3X Y X Z =

=++=+- 修正后的系统新风量为：3W 41000.227931 m /h L L Y =?=?='

3-10 空气处理热湿基本过程有哪些？试针对各种基本过程尽可能全面地提出采用不同设备、介质和必要技术参数的各种热湿处理方案。

【答】 空气热湿处理基本过程见图3.2。 ① 等湿加热（A B →）：使用以热水、蒸汽等作热

媒的表面式换热器与某些换热设备，通过热表面对湿

空气加热，使其温度升高、焓值增大，而含湿量不变。

这一过程又称为“干加热”，热湿比为+∞。

② 等湿冷却（A C →）：使用以冷水或其它流体作

热媒的表面式冷却器冷却湿空气，当其冷表面温度等于或高于湿空气的露点温度时，空气温度降低、焓值减小而含湿量保持不变。这一过程又称为“干冷却”，其热湿比为-∞ ③ 等焓加湿（A E →）：使用喷水室以适量的水对湿空气进

图3.2 空气热湿处理过程

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行循环喷淋，水滴与其表面饱和空气层的温度将稳定于被处理空气的湿球温度，空气温度降低、含湿量增加而焓值基本不变。水分在空气中自然蒸发亦可使空气产生同样的状态变化。这一过程又称为“绝热加湿”，热湿比近似为0。

④等焓减湿（D

A→）：使用固体吸湿装置来处理空气，湿空气的含湿量降低、温度升高而焓值基本不变，热湿比近似为0。

⑤等温加湿（A F

→）：使用各种热源产生蒸汽，通过喷管等设备使之与空气均匀混合，空气含湿量和焓值增加而温度基本不变，该过程近似等温变化。

⑥冷却干燥（A G

→）：利用喷水室或表冷器冷却空气，当水滴或换热表面温度低于湿空气之露点温度时，空气将出现凝结、脱水，温度降低且焓值减小。

3-11 试在图上分别画出下列各空气状态变化过程：

a．喷雾风扇加湿

b. 硅胶吸湿

c. 潮湿地面洒水蒸发加湿

d. 电极式加湿器加湿

e. 电加热器加热

【答】a、d过程为等温加湿，见图3.2中的A F

→过程；b 过程为等焓减湿，见图3.2中的D

A→过程；c过程为等焓加湿，见图3.2中的A E

→过程；e过程为等湿加热，见图3.2中的A B

→过程

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3-12 针对夏季空调传统热湿处理方案，构建一种无需使用

人工冷源的低能耗节能空调方案，并与传统方案进行技术、经济

分析与比较。

【答】夏季传统热湿处理方案在图上的表示如图？？中→→过程，该处理过程分为喷水室冷水喷淋或表冷器间接冷W L O

却(W L

→)两个过程,其特点是两步过→)和空气加热器干加热(L O

程，能满足对环境参数的较高调控要求,使用和管理否很方便。

但要求冷媒水温较低，需要人工冷源，相应的设备投资与能耗也

就更大些，并造成冷热量的相互抵消，导致能量的无益消耗。而

对于处理方案1

→→，先使用固体吸湿剂对空气进行等焓减湿W O

处理到1点，然后再进行冷却处理。这一方案的优点就在于与传

统方案相比，不存在冷热抵消的能量浪费，况且后续干冷过程允

许冷媒温度较高，可使制冷设备供冷量大幅减小，甚至可以完全

取消人工制冷，降低能耗。它的缺点就在于需要增设固体吸湿装

置，有可能对初投资和运行管理带来不利。

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